詹姆斯·韦伯太空望远镜在詹姆斯·韦伯太空望远镜高级深层河外星系巡天（JADES）项目下的深场观测明确表明，大多数星系的旋转方向与银河系的旋转方向相反。这 星系旋转方向的非随机性违反了宇宙学原理，宇宙学原理要求 在一个方向上旋转的星系数量与在相反方向上旋转的星系数量几乎相同。标准宇宙学原理（CP） 认为宇宙是均匀和各向同性的 在大尺度上，即宇宙在所有方向上都是相同的，不存在方向偏好。观察到的不一致的确切原因尚不清楚。也许， 宇宙学原理在捕捉宇宙的大尺度结构方面是不完整的，宇宙始于自旋，或者具有重复的分形模式。
宇宙学原理（CP）是宇宙学的基本思想之一。根据这一原理，在足够大的尺度上，宇宙是均匀和各向同性的，即宇宙在所有方向上都是相同的，没有方向偏好。在星系旋转方向的背景下，标准宇宙学原理意味着沿一个方向旋转的星系数量应该与沿相反方向旋转的星系数量大致相同。然而，先前的研究表明事实并非如此，并且表明星系旋转方向不对称。詹姆斯·韦伯太空望远镜高级深层河外巡天（JADES）提供的早期宇宙星系极其详细的图像的最新分析明确地表明，深层区域中的大多数星系的旋转方向与我们所在的银河系的旋转方向相反。
| 银河系——我们生活的星系 1. 我们的家乡银河系是一个具有扁平盘状结构的螺旋星系。 2. 所有恒星（包括太阳）和盘内的气体都围绕银河系中心逆时针旋转（对于银河系平面上方的观察者而言）。 3. 太阳及其包括地球在内的整个行星系统位于猎户座-天鹅座螺旋臂上，距离银河系中心约25,000光年，绕银河系中心旋转一周大约需要230亿年。 4. 我们观测的地点是地球，它和银河系的其他天体一样，围绕银河系中心逆时针旋转。 |
| JWST 高级深海河外星系巡天 (JADES) 1. 目的：研究早期宇宙 2. 研究从高红移到宇宙正午（对应红移z = 2-3，当时宇宙年龄约为2至3亿年）的星系形成和演化 3. 在GOODS-S和GOODS-N深场中使用红外成像和光谱（GOODS-N与哈勃深场北重合，而GOODS-S与钱德拉深场南重合）。 4. 第一年，JADES 的研究人员发现了数百个来自大爆炸后 650 亿年的候选星系。 |
| 大天文台起源深度调查 (GOODS) 1. 结合了三大天文台的深度观测：哈勃太空望远镜、斯皮策太空望远镜和钱德拉 X 射线天文台，以及来自其他望远镜的数据。 2. 使天文学家能够研究遥远早期宇宙中星系的形成和演化。 3. 旨在联合美国国家航空航天局 (NASA) 的大天文台（斯皮策、哈勃和钱德拉）、欧空局的赫歇尔和 XMM-牛顿以及最强大的地面设施的极深观测。 |
在JADES项目詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的早期宇宙深场图像中，发现与银河系自转方向相反的星系数量比与银河系同向的星系数量高出50%，早期宇宙中星系自转方向的分布具有明显的不对称性。
观测到的不对称现象违反了标准宇宙学原理，其确切原因尚不清楚。“宇宙在大尺度上既均匀又各向同性”这一概念尚未得到证实。詹姆斯·韦伯太空望远镜的深场观测似乎违反了这一原理。或许，该原理并不完整，无法正确捕捉早期宇宙的大尺度结构 (LSS)。
替代宇宙学模型违反了标准宇宙学原理的各向同性假设，但解释了观察到的星系旋转方向的对称性破坏。黑洞宇宙学 (BHC) 和旋转宇宙理论就是这样一种替代模型。据此，宇宙位于母宇宙的一个黑洞内。由于黑洞旋转，黑洞内部的宇宙也朝同一方向旋转，因此这样的宇宙有一个轴或一个优选的旋转方向，这也许可以解释为什么在 JWST 深场观测到的大多数星系都有一个旋转方向。宇宙的分形结构是另一种替代模型，它基于宇宙大尺度结构具有分形结构的假设。重复的分形图案否定了宇宙的随机性，因此星系旋转方向的对称性被破坏。
另一种可能性是宇宙学原理确实有效，宇宙是随机的，地球观测者在 JWST 深场观测到的星系自转方向的非随机性是观测到的星系相对于银河系自转速度的旋转速度对星系亮度的影响。由于多普勒频移效应，沿与银河系旋转方向相反的方向旋转的星系看起来更亮，更容易被观测到。然而，由于旋转速度对星系亮度的影响很小，很难解释通过 JADES 和其他程序进行的观测。也许，星系旋转的一些未知的物理方面影响了观测。
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参考文献：
- Shamir L.，2025 年。詹姆斯·韦伯太空望远镜先进深层河外星系巡天中的星系自转分布。皇家天文学会月刊，第 538 卷，第 1 期，2025 年 76 月，第 91-17 页。2025 年 XNUMX 月 XNUMX 日出版。DOI： https://doi.org/10.1093/mnras/staf292
- 堪萨斯州立大学新闻——堪萨斯州立大学研究人员的研究对银河系和深空星系的旋转做出了令人费解的观察。发布于 12 年 2025 月 XNUMX 日。可访问 https://www.k-state.edu/media/articles/2025/03/lior-shamir-james-webb-space-telescope-spinning-galaxies.html
- 马克斯普朗克学会。新闻——宇宙学原理的救援任务。发布于 17 年 2024 月 XNUMX 日。可访问 https://www.mpg.de/23150751/meerkat-absorption-line-survey-and-the-cosmological-principle
- Aluri PK 等人 2023. 可观测宇宙是否与宇宙学原理一致？《经典与量子引力》，第 40 卷，第 9 期。4 年 2023 月 XNUMX 日出版。DOI： https://doi.org/10.1088/1361-6382/acbefc
- Peterson C.，《宇宙是在黑洞内诞生的吗？》 https://www.newhaven.edu/_resources/documents/academics/surf/past-projects/2015/charles-peterson-paper.pdf
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